序論：在您撰寫機械設計論文3篇時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。

機械設計論文1

1農(nóng)業(yè)機械設計發(fā)展現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機械設計需要與自身應用環(huán)境相匹配，工作環(huán)境以及使用對象直接影響到農(nóng)機設計的開發(fā)方向。目前，農(nóng)業(yè)機械設計還停留在常規(guī)的農(nóng)業(yè)機械設計模式，農(nóng)機的設計方法和技術不能與當前的工作環(huán)境相適應，而且基于完整的理論體系的分析設計較少，大部分都是定性分析設計，必須借助其他相關領域的設計經(jīng)驗，采用類比的方法進行數(shù)據(jù)分析處理。農(nóng)機零件的受力和變形是農(nóng)業(yè)機械設計中的關鍵問題，它可以為農(nóng)業(yè)機器的強度和剛性提供合理準確的設計計算數(shù)據(jù)。農(nóng)機零件多為桿件和雜件，其構(gòu)造形式復雜多樣，種類繁多，機械零部件的應力、變形、位移等問題能夠用“彈性方程”說明和求解。其本身的設計復雜程度較高，使得精確求解變得十分困難，在設計過程中容易出現(xiàn)計算偏差。因此，為了得到設計數(shù)據(jù)的近似精確值，必須尋找一種可行的求解方案，才能保證農(nóng)業(yè)機械設計的質(zhì)量[1]。實踐證明，引入一些新的設計方法和技術，可以提升農(nóng)機的科技水平，縮短設計周期，降低生產(chǎn)成本[2]。目前，有限元法被廣泛應用于工程分析中，該算法采用變分法得到最優(yōu)的結(jié)果。這種概念類似于把很多小范圍內(nèi)的一些簡單的方程式結(jié)合在一起，然后用它來估算更大范圍內(nèi)的一些復雜的方程式。該方法得出的結(jié)果不是準確值，而是近似值。而有限元方法不但具有較高的精度，還具有較強的復雜適應性，它可以將實際復雜問題轉(zhuǎn)變成多個簡單問題，很容易計算出近似值。因此，它可以對農(nóng)業(yè)機械設計中的復雜數(shù)據(jù)進行近似精確計算[3]。

2有限元法的核心思想

有限元法的核心思想是將一個連續(xù)的單位分解成若干個獨立的單位，這些單位只由一個節(jié)點連接，并承擔相應的節(jié)點負荷。利用所選擇的函數(shù)關系，可以得到單位節(jié)點處的待求數(shù)量。因為若干個單位結(jié)構(gòu)形式比較簡潔，所以可以通過平衡或者能量形式來確定節(jié)點量之間的單元方程。再將各單元方程式按照變形協(xié)調(diào)的要求“組解”起來，形成整體的代數(shù)方程式，并將邊值范圍條件代入，再進行求解。在工程領域，它的應用范圍涵蓋了力、沖擊、噪聲、振動、摩擦、耐久性、剛性和重量等方面。它采用數(shù)學近似的方法來模擬實際的物理系統(tǒng)（幾何和負載狀態(tài)），同時可以用有限的未知量，來接近一個無限的未知量。在有限元計算中，由于所采用的軟件不同以及建模過程中會發(fā)生變化因素，會帶來不同的計算結(jié)果。在設計過程中，對于有限元分析的結(jié)果要進行謹慎處理，有關特定性問題，要通過模型實驗的檢驗來判定結(jié)果，才能確認有限元計算的準確性[4]。所以，在農(nóng)機設計過程中，要更好地運用有限元分析軟件在農(nóng)機產(chǎn)品設計中的功能，機械設計師們應該把準此方法的核心思想。

3有限元法的基本步驟

1）物體離散化。把一個工程結(jié)構(gòu)離散成不同的單元，稱為單元劃分。在離散后的各單元間，采用各單元的節(jié)點進行連接。通常，單元的細分值越大，變形的描述就越準確，也就是與實際的變形程度相吻合，但計算量也會增加。2）對單元特性進行分析。對于位移模式的選擇，通常采用有限元方法進行位移計算，并對其進行力學性能分析。通過分析各單元的材料性質(zhì)、節(jié)點數(shù)目、尺寸、形態(tài)等因素，得出單元與節(jié)點之間的位移關系式，導出單元的剛度矩陣，并計算等效節(jié)點力。將表面力、體積力等效地傳遞給各節(jié)點，并以等效節(jié)點力代替對單元施加的作用力。3）單元組集及求解方程。通過對構(gòu)件的受力狀態(tài)和結(jié)構(gòu)條件分析，將其與原有的構(gòu)件進行連接，從而構(gòu)成了剛度矩陣。當單元組集結(jié)束后，要進入方程求解階段：采用有限元方法求解節(jié)點的位移，然后求出未知數(shù)值。與其他的機械方法相比，有限元法在農(nóng)業(yè)機械設計中應用的優(yōu)點是可以對復雜、非均質(zhì)的農(nóng)機工程構(gòu)造進行分析，能夠模擬不同的材料結(jié)構(gòu)的關系和荷載，能夠?qū)r(nóng)機結(jié)構(gòu)進行動態(tài)分析，通過對多種方法的對比和分析，其結(jié)果可以用圖形來表示，為農(nóng)機工程方案的優(yōu)化提供了依據(jù)[5]。

4農(nóng)業(yè)機械設計中應用有限元分析軟件的案例

以“花溪玉田9YFG-2.2/2.2A型秸稈方草捆打捆機”的有限元設計案例為例，拖拉機的運轉(zhuǎn)過程是從傳動軸開始，經(jīng)過摩擦離合器、飛輪、齒輪箱等傳送設備將動力運轉(zhuǎn)到機械的各個工作部分。在實際操作過程中，當農(nóng)機運行時，碾碎設備會將地上的稻草撿拾并扔進喂入機構(gòu)，隨著機構(gòu)內(nèi)的螺旋輸送機將兩邊的物料送至壓捆室進料口；進料拔叉在運轉(zhuǎn)過程中將物料運送到壓縮室，在活塞的推動下，物料在壓縮室中被逐步地壓實；在草捆長度到達規(guī)定標準后，鏈條和離合擋位跳出，打捆離合器快速嚙合，使打捆裝置開始工作；針頭固定架開始運作，然后將捆繩送入打結(jié)機構(gòu)；在機械作業(yè)時，打結(jié)機構(gòu)把兩條捆繩打結(jié)；當針頭離開時，捆繩就會被剪掉。隨著后進入的物料的推進，捆好的草料漸漸向壓縮室出口處移動，然后順著放捆板掉落至地面[6-7]。筆者從模擬仿真、結(jié)構(gòu)調(diào)整以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化三方面進行了壓縮裝置的設計與分析，確保了該方案的有效性和實用性，最大程度減少了試驗成本，保證了方草捆打捆機使用的穩(wěn)定安全。且使用SolidWorks有限分析軟件對壓縮裝置進行繪圖以及三維建模，并對其結(jié)構(gòu)進行分析和確認，能夠在較短時間內(nèi)找到并處理其結(jié)構(gòu)的問題，進而改善其工作特性。

4.1運用SolidWorks有限元分析軟件

在分析壓縮裝置的結(jié)構(gòu)時，可以知道壓縮活塞在機械中起著關鍵性作用。由于壓縮活塞轉(zhuǎn)速高，其慣性力和轉(zhuǎn)速波動比較大，因此會導致壓縮裝置產(chǎn)生振動。設計師通過SolidWorks有限元分析軟件可以繪制三維壓縮活塞模型，從而直觀地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題的不合理性，對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在壓縮活塞裝置中，把移動摩擦式活塞更換成滾輪式活塞，使原來的移動摩擦力快速轉(zhuǎn)換成滾動摩擦力，從而有效地改善了該活塞的工作性能，提高了農(nóng)機的工作效率。SolidWorks技術的應用主要體現(xiàn)在計算機輔助繪圖（CAD）、計算機輔助建模、工程分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化三個方面[8]。

4.2方草捆打捆機結(jié)構(gòu)分析

1）建立樣機虛擬模型。按照有關規(guī)范和技術指標，建立三維壓縮活塞模型。2）確定限制條件。要準確科學地建立模型，必須保證定義正確，約束條件適當，才能建立起合理的壓縮活塞約束。3）定義載荷。利用MATLAB軟件，將有關方程和力學公式引入機械結(jié)構(gòu)中，對其進行動態(tài)的計算。利用機械滑塊的數(shù)據(jù)，清晰地展示了機械工作的過程，取得了較好的結(jié)果。通過對系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)進行可視化處理，可以使有關人員對其計算結(jié)果進行合理的分析，從而確定方草捆打捆機的真實載荷量。4）添加材料。依據(jù)農(nóng)機設計的有關規(guī)范和標準，設計師應選擇適當?shù)牟牧希⒊浞挚紤]其結(jié)構(gòu)的數(shù)學建模，確定材料的密度、彈性模量以及泊松比。5）構(gòu)建有限元模型。在進行實際的數(shù)值模擬計算前，必須先將其轉(zhuǎn)換成對應的有限元模型，因為它能精確概括出有關的數(shù)學觀念。在這個基礎上，設計師要利用SolidWorks前處理功能，來建立壓縮活塞的有限元模型。6）運行求解。SolidWorks軟件內(nèi)部含有模擬仿真程序，為使用者提供了多種不同的求解方法：一是CurrentLS求解，以實際的載荷設定為基礎，進行對應的計算求解；二是FromLSFiles求解，通過讀取載荷的信息數(shù)據(jù)，將其存儲到特定的文件檔案中，并將其加入對應的模式中，從而方便了后續(xù)的計算工作；三是PartialSolu求解，這種方法以局部求解為主導，效率較高，針對性較強；四是AdaptiveMesh求解，這種方法的特點是對網(wǎng)格進行精確分析和計算；五是Topologicopt求解，利用這種方法，可以確保拓撲結(jié)構(gòu)在優(yōu)化設計中達到最佳的設計結(jié)果。以上求解方法可以精確地對農(nóng)機設計數(shù)據(jù)進行分析處理，從而得到貼合實際的計算結(jié)果。7）后處理。后處理機的功能是對最后的結(jié)果進行查詢，在結(jié)構(gòu)文檔中常用的輸出方式有兩種：圖形和數(shù)據(jù)列表。SolidWorks的模擬仿真程序中的后處理機模型包括兩類，一類是基于時間過程的后處理模型，另一類則是通用后處理模型。通過應力等值線，不僅能夠更加正確地描述與概括壓縮活塞三維模型中的應力與變形狀況，還能使工作人員迅速確定其內(nèi)部的危險范圍。此外，利用該圖形窗口，可以生成該模型的多條應力等值線。最后，應針對后處理要求，對壓縮活塞裝置的工作特性進行優(yōu)化與改進。在此階段，應將壓縮力作為動力，以達到對中間隔段應力狀況的科學調(diào)控，防止由于壓力過大出現(xiàn)嚴重變形等問題。另外，應強化中間隔斷的結(jié)構(gòu)設計，以保證壓縮活塞裝置的彈性程度符合我國農(nóng)業(yè)機械設計零件的有關標準[9-10]。

5結(jié)語

綜上所述，筆者從農(nóng)機設計的發(fā)展現(xiàn)狀以及有限元法的核心思想和基本步驟分析入手，結(jié)合SolidWorks軟件的功能，對壓縮機械活塞裝置進行了科學、合理的結(jié)構(gòu)設計與分析，從而保證了農(nóng)機產(chǎn)品的高品質(zhì)和高效率。此外，在農(nóng)機設計中，將尖端的技術思想與科學農(nóng)機技術相結(jié)合，通過從模擬機的各方面參數(shù)入手，對農(nóng)機的性能進行全面的檢測，從而有效地減少農(nóng)機的研發(fā)時間，降低農(nóng)機的研制成本。

作者:言子涵 單位:南京工程學院

機械設計論文2

0引言

塔某搶險救援工程機械是一種應急救援工程機械設備，可實現(xiàn)救援現(xiàn)場的清理、推土、牽引等功能。其作業(yè)工況惡劣，行駛狀況復雜，且換擋頻繁，要求機動性能強，工作效率高。該產(chǎn)品裝配一臺前6后2型手自一體AT（AutomaticTransmission）變速箱，在滿足機動性的同時，可根據(jù)不同的行駛狀況選擇不同的行駛擋位。考慮其設置的擋位數(shù)量，選用傳統(tǒng)直線式或王字型機械換擋手柄則機械設計復雜，體積加大，不利于空間布置和后續(xù)車型的擴展[1-2]。而選用ZF（采埃孚）的電子換擋手柄，則可很好解決空間布置與擋位數(shù)量及后續(xù)擴展之間的矛盾。為更好的實現(xiàn)駕駛員的換擋意圖和駕駛體驗，本文對基于ZF電子換擋手柄的擋位預設功能進行了詳細設計，并通過實車測試進行驗證。

1總體設計

某搶險救援工程機械擋位預設系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其由TCU（TransmissionControlUnit）模塊、影響擋位設置的模式開關、制動等整機信號模塊、ZF電子換擋手柄、車載顯示器、變速箱本體上的擋位離合器和方向離合器等組成[3]。其中，TCU模塊主要用于完成ZF電子換擋手柄及模式開關、制動等整機信號的采集，并根據(jù)擋位預設策略計算當前的預設擋位，實時發(fā)送擋位信號。車載顯示主要用于完成變速箱預設擋位的顯示，用于提示駕駛員。變速箱本體可根據(jù)TCU端口信號，結(jié)合對應的擋位離合器和方向離合器，完成預設擋位的結(jié)合。ZF電子換擋手柄有F、N、R三個位置，每個位置都可左（“-”）右（“+”）扳動，且可以自動復位，可通過此信號完成加減擋操作。

2關鍵設計

2.1擋位預設策略整體執(zhí)行流程

該產(chǎn)品裝配的為手自一體變速箱，可通過模式開關信號設置變速箱的工作模式，為充分考慮駕駛員的駕駛意圖，需要針對手動和自動模式分別設計變速箱的擋位預設策略。擋位預設策略整體執(zhí)行流程圖如圖2所示。整車上電后，軟件初始化，擋位默認進入N擋。擋位預設策略開始執(zhí)行，先通過整機信號（模式開關信號、制動信號、限位信號、車速、故障信號等）判斷整機的工作模式是否處于手動模式，若滿足則直接進入手動模式擋位預設處理模塊；否則進入自動模式擋位預設處理模塊。不同整機模式下的擋位預設完成后，預設擋位發(fā)送給車載顯示器顯示，用于提示駕駛員是否與駕駛員設置相同。若此時檢測到換擋手柄仍處于N擋，則等待駕駛員下一步操作指令；否則進入正常換擋程序，根據(jù)預設擋位結(jié)合對應的擋位和方向離合器。

2.2手動模式預設擋位設計

變速箱進入手動模式后，在N擋下駕駛員操作換擋手柄進行加擋或減擋，可進行預設擋位，預設的擋位為車輛的起步擋位。通過設置不同的起步擋位，可在提升車輛工作效率同時，更好的反映駕駛員的駕駛意圖[4]。手動模式預設擋位控制流程圖如圖3所示。整車進入手動模式后，則可進行手動模式下的擋位預設操作。首先進行換擋手柄位置的判斷，若手柄不處于N擋，則整機按照上次下電時記憶的預設擋位或上次預設擋位進行起步換擋，并進入正常的手動換擋控制程序，響應前進或后退位置的手柄加減擋操作；否則，進行是否檢測到手柄加減擋信號判斷。手柄處于N擋時，當檢測到加擋信號[手柄往右扳動（“+”）]時，預設擋位在原來起步擋位的基礎上加1擋，最大可增加到GearOfMmax；當檢測到減擋信號[手柄往左扳動（“+”）]時，預設擋位在原來起步擋位的基礎上減1擋，最小可減小到1擋。實時監(jiān)控手柄位置，若手柄仍處于N擋，則可繼續(xù)手動模式下的預設擋位操作；若手柄不處于N擋，則進入正常的手動換擋操作，按預設擋位進行起步換擋。

2.3自動模式預設擋位設計

變速箱進入自動模式后，在N擋下駕駛員操作換擋手柄進行加擋或減擋，也可進行預設擋位。預設的擋位為車輛在自動模式下最大的行駛擋位，通過設置不同的最大行駛擋位，可在提升車輛機動性能同時，更好的保證行駛的安全性[5]。自動模式預設擋位控制流程圖如圖4所示。整車進入自動模式后，則可進行自動模式下的擋位預設操作。首先進行換擋手柄位置的判斷，若手柄不處于N擋，則整機按照默認最大擋位GearOfMmax或上次預設的最大擋位進行自動換擋；否則，進行是否檢測到手柄加減擋信號判斷；手柄處于N擋時，當檢測到加擋信號[手柄往右扳動（“+”）]時，自動行駛的最大擋位在原來預設擋位的基礎上加1擋，最大可增加到GearOfMmax；當檢測到減擋信號[手柄往左扳動（“+”）]時，自動行駛的最大擋位在在原來預設擋位的基礎上減1擋，最小可減小到1擋。實時監(jiān)控手柄位置，若手柄仍處于N擋，則可繼續(xù)自動模式下的預設擋位操作；若手柄不處于N擋，則進入正常的自動換擋操作，按預設的最大行駛擋位進行自動換擋。在自動行駛過程中，實時監(jiān)測手柄位置，若手柄未回N擋，也可響應手柄加減擋信號。同樣當檢測到加擋信號時，自動行駛的最大擋位在原來預設擋位的基礎上加1擋，最大可增加到GearOfMmax；當檢測到減擋信號時，自動行駛的最大擋位在在原來預設擋位的基礎上減1擋，最小可減小到1擋。在自動行駛過程中，若手柄回N擋，整機再次自動行駛時，整機按上次預設的最大擋位進行換擋，直到下次檢測到手柄加減擋信號才對整機最大行駛擋位進行調(diào)整。

3實車測試驗證

按照上述設計，對某搶險救援車在手動和自動模式下的預設擋位系統(tǒng)進行實車測試，并借用DEWE-43型采集設備對車輛的請求擋位和方向，實際擋位與方向，輸出轉(zhuǎn)速等信息進行采集，來驗證整個擋位預設系統(tǒng)設計的合理性。手動模式下，手柄處于N擋時，手柄加擋2次后手柄切換到F時的實車測試曲線如圖5所示。由圖5可知：手柄處于N擋時，當前的擋位為0（空擋），經(jīng)過加擋操作后請求方向和擋位為2，手柄執(zhí)行F擋操作后，實際擋位和方向為2，輸出轉(zhuǎn)速有數(shù)值，車輛處于行駛狀態(tài)，符合設計要求。手動模式下，手柄處于N擋時，手柄加擋3次后手柄切換到F時的實車測試曲線如圖6所示。由圖6可知：手柄處于N擋時，當前的擋位為0（空擋），經(jīng)過加擋操作后請求方向和擋位為3，手柄執(zhí)行F擋操作后，實際擋位和方向為3，輸出轉(zhuǎn)速有數(shù)值，車輛處于行駛狀態(tài)，符合設計要求。自動模式下，手柄處于N擋時，調(diào)整手柄設置最大的行駛擋位為5，在行駛過程中，手柄加擋到6擋，實車的測試曲線如圖7所示：由圖7可知：手柄處于N擋時，設置自動模式最大行駛擋位為5擋，更改油門踏板開度，車輛最大行駛擋位仍為5擋；此時操作手柄加擋，最大行駛擋位提高到6擋，更改油門踏板開度，車輛的最大行駛擋位提高到6擋，符合設計要求。

4結(jié)論

本文選用ZF（采埃孚）的電子換擋手柄，在解決搶險救援工程機械駕駛室空間因傳統(tǒng)直線式或王字型機械換擋手柄體積大布局不合理的同時，可滿足車輛擋位數(shù)量及后續(xù)車型擴展的問題。針對此手柄操作方式提出了一種擋位預設的方法和系統(tǒng)，實車測試驗證表明：此擋位預設系統(tǒng)降低了對操作手柄硬件需求，操作靈活，在變速箱的不同操作模式下，都能很好的反映駕駛員操作意圖。

作者:趙裕聰 單位:江蘇匯智高端工程機械創(chuàng)新中心有限公司

機械設計論文3

潤滑脂，通常用于機械摩擦部位，起降低機械摩擦、防止機械磨損的作用。潤滑脂的工作原理是稠化劑將油保持在需要潤滑的位置，當有負載時，稠化劑將油釋放出來起潤滑作用。在靜止狀態(tài)時，它能保持自己的形狀黏附在金屬上不滑落，而在機械中受到運動部件的剪切作用時，它能流動并進行潤滑，降低運動表面間摩擦和磨損；剪切作用停止后，它又能恢復一定的稠度。進而廣泛應用于機械部件的潤滑[1-2]。某型機械輸送缸位于水箱和料斗之間，內(nèi)壁采用鍍鉻工藝，光滑耐磨。輸送缸有兩根，在工作時，它們內(nèi)部的活塞呈相反方向在輸送缸內(nèi)動作。S擺閥配合活塞動作，將混凝土從料斗中吸入輸送缸，再通過S擺閥送到輸送管，進而送至施工作業(yè)面?；钊c輸送缸之間的潤滑方式都采用自動潤滑，每工作一次，潤滑系統(tǒng)自動加注潤滑脂。所用潤滑脂為鋰基潤滑脂，為透明粉色膏狀，而該設備在開展整機試驗過程中，運行48h內(nèi)便出現(xiàn)大量發(fā)黑潤滑脂，為找到發(fā)黑發(fā)生的原因，故設計本試驗。

1試驗部分

1.1試驗設計

1.1.1潤滑脂使用環(huán)境分析通過試驗現(xiàn)場走訪，對潤滑脂的使用環(huán)境進行分析獲得如下信息：（1）潤滑脂在役僅48h，不涉及到期需更換問題；（2）用于砼活塞與輸送缸之間的潤滑；（3）工作時內(nèi)部最高溫度可達80℃。通過使用環(huán)境分析，抽提出可能導致潤滑脂發(fā)黑的影響因素：（1）潤滑脂內(nèi)是否進入機械雜質(zhì)；（2）潤滑脂是否發(fā)生高溫氧化變質(zhì)；（3）是否發(fā)生零件磨損。

1.1.2試驗項目設計針對抽提出的可能導致變色的影響因素進行試驗項目設計[3-4]：（1）全新潤滑脂、發(fā)黑潤滑脂機械雜質(zhì)對比測試；（2）新潤滑脂、發(fā)黑潤滑脂紅外光譜對比分析；（3）新潤滑脂、發(fā)黑潤滑脂酸值對比分析；（4）全新潤滑脂、發(fā)黑潤滑脂內(nèi)金屬元素對比分析。

1.2試驗設備傅立葉變換紅外光譜儀：Spectrum2型研究級，美國PE公司；全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀：SPECTROBLUE垂直觀測型，德國斯派克公司；微孔玻璃坩堝、回流冷凝管等。

2結(jié)果與討論

2.1機械雜質(zhì)試驗

取全新潤滑脂與發(fā)黑潤滑脂按《GB/T513-1977（2004）潤滑脂機械雜質(zhì)測定法（酸分解法）》開展機械雜質(zhì)測試，測試結(jié)果見表1。全新潤滑脂無機械雜質(zhì)，發(fā)黑潤滑脂機械雜質(zhì)含量為0.138%。機械雜質(zhì)是以懸浮或沉淀狀態(tài)存在于潤滑脂中，不溶于汽油或苯及規(guī)定溶劑的可以過濾出來的物質(zhì)。機械雜質(zhì)的來源是油品在貯運、使用過程中從外界掉入的灰塵、鐵屑、泥沙等物質(zhì)，這些物質(zhì)會增大設備的腐蝕，破壞油膜增加磨損和積炭等。因此，輕質(zhì)油品絕對不允許有機械雜質(zhì)存在。重質(zhì)油品一般限制在0.005%~0.1%之間[5-6]。本次測試采用酸分解法，測定潤滑脂中不溶于鹽酸、石油醚(汽油或苯)、乙醇-苯混合液及蒸餾水的機械雜質(zhì)的含量。所測主要對象是塵土、砂粒等硅化物類磨損性雜質(zhì)。水箱中發(fā)黑潤滑脂內(nèi)含0.138%機械雜質(zhì)，結(jié)合使用環(huán)境主要為塵土及泵送對象混凝土中砂粒等硅化物，雖然含量超過了0.1%，但根據(jù)使用工況難以避免。同時這些機械雜質(zhì)并不會直接導致潤滑脂發(fā)黑或變質(zhì)，只是會影響潤滑效果及使用壽命。

2.2傅里葉變換紅外光譜分析

紅外光譜可以對油液中有機物的基團結(jié)構(gòu)進行分析。且潤滑脂絕大部分成分及污染物都有明確的紅外特征，通過比較新、舊潤滑脂紅外吸收峰的位置與峰高，可定性及定量監(jiān)測基礎油與添加劑組分是否發(fā)生了變化[7]。取全新潤滑脂與發(fā)黑潤滑脂按《ASTME1252-1998（2013）e1獲取定性分析用紅外線光譜的通用技術的標準實施規(guī)程》開展傅里葉紅外光譜分析，掃描次數(shù)3，掃描速度0.2，分辨率2，檢測器LiTa03，分光器KBr，光源MIR。結(jié)果如圖1所示。油品在使用過程中,由于氧化作用,所產(chǎn)生的氧化物主要表現(xiàn)為含有羰基(C=O)的醛、酮、酸、脂類化合物。故紅外分析中通過監(jiān)控羰基來測量油液的氧化程度。羰基在紅外光譜上主要出現(xiàn)在1720cm-1處特征峰，由于羰基有很強的吸收，在譜圖中都是最強峰或與最強峰相當[8-9]。圖1中并未出現(xiàn)該波數(shù)附近的特征峰，故發(fā)黑潤滑脂并未發(fā)生氧化變質(zhì)。酸值是評定潤滑脂質(zhì)量的主要理化指標，酸值的變化在一定程度上反應潤滑脂的氧化程度和腐蝕性，對判定潤滑脂能否使用有重要意義[10-11]。新油的酸值較低，在使用過程中，由于氧化而生成酸性物質(zhì)，并不斷積累，從而酸值會逐漸增加。酸值測定的方法主要有兩種，分別為指示劑法和電位滴定法[12-13]。本文按照《SH/T0329-1992（2004）潤滑脂游離堿和游離有機酸測定法》開展試驗，分別取全新潤滑脂和發(fā)黑潤滑脂適量，測試兩種的酸值，試驗結(jié)果見表2。

2.4金屬多元素測試

主要的潤滑油發(fā)射光譜分析方法有等離子體原子發(fā)射光譜法(ICPAES)和轉(zhuǎn)盤電極原子發(fā)射光譜法(RDEAES)兩種[14]。通過發(fā)射光譜分析技術能夠得到Fe、Al、Ca、Ba、Zn、Mg、P、Cu、Na、K、Mg等20多種元素濃度數(shù)據(jù)。這些元素的主要來源有磨損金屬、添加劑和污染三個方面[15]。取全新潤滑脂與發(fā)黑潤滑脂開展金屬多元素分析（ICP法），試驗方法依據(jù)《IP501用灰化法溶解法和感應耦合等離子發(fā)射光譜法測定殘渣燃油中鋁硅釩鎳鐵鈉鈣鋅磷》，試驗結(jié)果見表3。從元素檢測結(jié)果來看，使用后鐵含量大幅增加，判斷使用過程中發(fā)生了金屬表面的磨損。鋅含量和磷含量大幅減少，潤滑脂中添加劑發(fā)生損耗。潤滑脂中鐵元素的增加會導致潤滑脂顏色變黑。由于該脂在役時間僅為48h，無法確定鐵元素增加是由于最初跑合導致的，還是后期的磨損導致的。如果為初期跑合原因，后期不再增加，脂的顏色變深，屬于正常情況，不影響使用。如果繼續(xù)定期檢測鐵元素，發(fā)現(xiàn)它是增加的，說明是機械磨損導致。如果是后者，可能是潤滑脂的極壓抗磨性能不足或添加劑損耗所致，則需要選擇性能更優(yōu)的潤滑脂。

3結(jié)論

（1）經(jīng)金屬多元素分析試驗，某型機械輸送缸潤滑脂發(fā)黑主要原因為鐵元素增加，判斷使用過程中發(fā)生了金屬表面的磨損。由于潤滑脂在役時間僅48h，建議繼續(xù)定期檢測鐵元素，以明確是初期跑合原因還是后期磨損導致。若為初期跑合原因，后期不再增加，則不影響使用；若為后期磨損，則可能是潤滑脂極壓抗磨性能不足或添加劑損耗所致，則需要選擇性能更優(yōu)的潤滑脂。（2）紅外光譜測試結(jié)果顯示，譜圖未出現(xiàn)羰基特征峰，說明發(fā)黑潤滑脂并未發(fā)生氧化變質(zhì)。

參考文獻

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作者:何婷 方偉 單位:湖南三一工業(yè)職業(yè)技術學院